Способ обработки осадков

,8015516 1)5 С 02 Р 11 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ одяткозобретение относитсРиродных и сточных абот обав може нем химических реагенто лбы нологии и при обоископаемых.Целью изобретения явлшение производительностницего оборудования.Способ осуществляютразом.Осадок предют раствором иют до концентр40-90 г/л, сг гащении пол тся по воживаедующим обварительно об олиакриламида ации сухого в ущенный осадок абатываи сгущаществаделят на(56) Авторское свидетельство СССМф 1331840, кл. С 02 Р 11/14, 198Авторское свидетельство СССРР 994443, С 02 Р 11/ 14, 1976 .(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ(57) Изобретение относится к обработке природных и сточных вод с добавлением химических реагентов и можетбыть использовано в химической технологии и при обогащении полезныхископаемых. Цель изобретения - повышение производительности обезвоживающего оборудования достигается эасчет того, что в способе обработки1 ь использовано в хииическои те осадков сточных вод, включающем предварительное сгущение осадка, гранулнрование в жидкой среде с введением флокулянта и обезвоживание гранулированного осадка, перед гранулированием осадок делят на два потока, в один из которых вводят полиакриламид (ПАА), в другой - ПАА и известковое молоко, а гранулирование ведут последовательно во вращающихся нисходящем и восходящем потоках, в нисходящий поток вводят осадок, обработанный ПАА, а в восходящий - осадок, обработанный ПАА и известковым молоком, при линейной скорости вращения нисходящего потока 6,5-9,2 м/иин, а восходящего - 1,5-2,3 м/мин, причем Е с целью получения гранул определенной крупности месТо ввода осадка, обработанного ПАА и известковым молоком, меняют по высоте восходящего потока, 1.э.п. ф-лы, 4 табл. два потока, в один иэ которых ввполиакрилаиид, в другой - извествое молоко и полиакриламид, осадок,обработанный полиакриламидом, гранулируют, последовательно в нисходящем,вращающемся с линейной скоростью6,5-9,2 и/иин потоке и в восходящем,вращакицемся с линейной скоростью1,5-2,3 м/мин потоке, а в восходящий поток вводят второй поток осадкаобработанный полиакриламидом и известковым молоком, причем место ввода осадка, обработанного полиакрнламидои и известковым молоком, иеняютпо высоте восходящего потока, а со 1551661отношение расходов осадка, подаваемого в первую и вторую части, составляет при обезвоживании на вакуум- фильтрах 2: 1-1:2, при обезвоживании на ленточном фильтр-прессе - 1:6- 1:11, при обезвоживании на барабанном ленточном фильтре, 1:8-1:12,Гранулирование осадка во вращающихся нисходящем и восходящем потоках с добавлением в восходящий поток полиакриламида и извести при определенных скоростях вращения и соотношении расходов потока позволяет повысить производительность процесса обезвоживания за счет регулирования полидисперсности осадкаПри этом осадок после гранулирования в нисходящем потоке содержит частицы со средним диаметром 0,3-0,5 мм. В восходящем же потоке, в зависимости ог высоты введения ПАА и,извести, формируются гранулы с размером структур от 1-2 до 5-6 мм, А смешение осадка, гранулированного в нисходящем потоке, с осадком в восходящем потоке в определенном соотношении позволяет добиться нужной полидисперсности осадкаС ростом размера гранул прочность структуры осадка снижается, Поэтому с целью упрочнения структуры осадка в восходящий поток вводят известковое молоко, которое при взаимодействии с полиакриламидом образует акрилат кальция.Акрилат кальция ,.сорбируется на поверхности частиц осадка и включается в состав его структуры, что ведет к уменьшению сжимаемости осадка и снижению его удельного сопротив 40 ления фильтрованию. Гранулирование осадка во вращающихся потоках позволяет обеспечить45 относительное постоянство гидродинамического воздействия по всему сечению восходящего потока, за счет чего гранулы, образующиеся после ввода полиакриламида и извести, имеют незначительную разницу в размерах.Изменение высоты точки ввода полиакриламида и известкового молока позволяет получать гранулы в восходящем потоке необходимого размера эа счет формирования их под изменяющимся гидростатическим давлением столба жидкости, находящегося надместом ввода, И чем больше гидростатическое давление, тем меньше размер образующихся гранул и наоборот;Уменьшение скорости вращения нисходящего потока ниже 6,5 м/мин приводит к росту размера гранул мелкодисперсной составляющей. При этом число контактов между частицами твердой Фазы уменьшается, что способствует образованию легкосжимаемого осадка с малым пределом текучести, в результате чего при обезвоживании на фильтрующей перегородке образуется пограничный слой с низкой проницаемостью, резко снижающий производительность процесса обезвоживания, Увеличение скорости вращения нисходящего потока более 9,2 м/мин также снижает производительность процесса обезвоживания с уменьшением размера гранул мелкодисперсной составляющей, В результате имеет место проникновение нескольких мелких частиц между частицами крупной фракции со снижением проницаемости пограничного слоя обезвоженного осадка.Уменьшение средней линейной скорости вращения восходящего потока менее 1,5 м/мин приводит к отсутствию эффекта гранулирования и выходу иэ гранулятора осадка в виде сплошной структурированной массы, поскольку при таких скоростях деформирования время восстановления структурных связей меньше времени их разрушения. Однако в дальнейшем транспортирование такого осадка по трубам приводит к разрушению межчастичных связей и образованию структуры, состоящей иэ мелкодисперсных частиц с низкой гидравлической проницаемостью, При этом производительность процесса обезвоживания значительно снижается,Увеличение средней линейной скорости вращения восходящего потока свыше 2,3 м/мин также снижает производительность процесса обезвоживания, поскольку при таких скоростях размер гранул крупнодисперсной составляющей снижается вплоть до образования структуры, состоящей из одних мелко- дисперсных частиц с низкой гидравлической проницаемостью.Влияние соотношения количестваисходного осадка, подаваемого в нисходящий и восходящий потоки, на производительность процесса обеэвоживаЙия приведено в табл. 1,51Исходная концентрация твердой фазы обеэвоживаемого осадка гальванического производства 25 г/л; суммарная доза полиакриламида 5 г, извести 50 г на 1 кг твердой фазы; средняя линейная скорость вращения нисходящего потока 8 м/мин, восходящего 2,3 м/мин. Высота столба жидкости над местом ввода полиакриламида и извести составляет при противоположно направленном действии перепада давления и гравитации на вакуум-фильтрах 2 м, при одновременном действии перепада давления и гравитации на ленточном фильтре 1: 1 м и при обезвоживании за счет сдвиговой полэучести 0,9 м. Как следует из данных табл. 1 при обезвоживании осадка при противоположном и однонаправленном действиях перепада давлений и гравитации на барабанном вакуум-фильтре в ленточном фильтре с соотношением расходов осадка, подаваемого в нисходящий и восходящий потоки, соответственно более 2:1 и 1;8, количество мелкодисперсных частиц увеличивается. При этом производительность начинает падать эа счет снижения пористости обезвоживаемого осадка.Обезвоживание осадка на барабанном вакуум-фильтре с соотношением расходов осадка, подаваемого в нисходящий и восходящий потоки, менее 1:2 также снижает производительность процесса вследствие уменьшения адгеэионных сил осадка, При соотношении менее 1;10 осадок не прилипает к ткани и потому процесс обезвоживания на барабанном вакуум-фильтре становится невозможным.При соотношении расходов менее 1: 11 и обезвоживании осадка на ленточном фильтре вследствие уменьшения 4 числа контактов между частицами, а следовательно, и снижения их проч" ности осадок становится легкосжима емым. В процессе обезвоживания такого осадка на фильтрующей перегородке начинает обезвоживаться пограничный слой с низкой проницаемостью, который значительно снижает, производительность процессаДанные зависимости производитель 5 ности обезвоживающего оборудования от средней скорости вращения нисходящего и восходящего потоков приведены в табл2 и 3,551661Данные табл. 2 и 3 приведены вусловиях, при которых исходная концентрация твердой фазы обезвоживаемого осадка гальванического производства составляет 25 г/л; суммарнаядоза полиакриламида 5 г, извести50 г на 1 кг твердой фазы. Средняялинейная скорость восходящего потокадля значений, приведенных в табл.2 2,3 м/мии, нисходящего потока длязначений, приведенных в табл. 3,8 м/мин. Высота столба жидкости надместом ввода полиакрипамида и известкового молока для вакуум-фильтров 152 м, для ленточного фильтра 1,1 м,для БСФ 0,9 м. Соотношение расходовосадка, подаваемого в нисходящий ивосходящий потоки, составляет приобезвоживании осадка на ВФ 4: 1, ЛВФ1:8, БСФ 1:9.П р и м е р. Осадок гальванического производства с концентрацией твердой фазы С, = 10 г/л обрабатываютпервой дозой ПАА в количестве 2 г/кгсухого вещества и сгущают при медленном механическом перемешивании доконцентрации твердой фазы С=60 г/л.Далее сгущенный осадок разбивают надва потока с соотношением расходов ЭОПервый поток обрабатывают раствором ПАА в количестве 1,5 г/кг сухоговещества и направляют во вращающийсянисходящий поток, при этом выдерживают среднюю линейную скорость вращения нисходящего потока Ч я = 8 м/мин,Второй поток обрабатывают раствором ПАА и известковым молоком доОэоч соответственно 1,5 г/кг и 50 г/кгсухого и вводят во вращающийся восходящий поток на высоте 2 м от перехода нисходящего потока в восходящий. Полученную смесь гранулируют ввосходящем потоке со средней линейной 5скоростью вращения Ч = 2,3 и/мин.1После окончания гранулированиясмеси осадок направляют на барабанный вакуум-фильтр типа 50 У-1,75,где он обезвоживается при противоположно направленном действии перепада давления и гравитации. Производительность вакуум-фильтра равна58 кг/м ч.5Сравнение предлагаемого и известного способов приведено в табл. 4,Данные табл, 4 приведены в условиях, при которых: исходная концентрация обезвоживаемого осадка 20 г/л;1551661 концентрация твердой фазы сгущенного осадка 60-70 г/л; суммарная доза полиакриламида 5 г/кг твердого; доза извести 50 г/кг твердого; средняя линейная скорость вращения нисходя-,5 щего потока 8 м/мин, восходящего 2,3 мlмин. ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности обезвоживающего оборудования, перед гранулированием осаДок делят на два потока, в один из которых вводят полиакриламид, в другой - полиакриламид и известковое молоко, а гранулирование ведут последовательно во вращающихся нисходящем и восходящем потоках, в нисходящий поток вводят осадок, обработанный полиакриламидом а в вос 1 ходящий в . осадок, обработанный полиакриламидом и известковым молоком при линейной скорости вращения нисходящего потока 6,5-9,2 м/мин, а восходящего - 1,5-2,3 м/мин.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью получения гранул определенной крупности, место ввода осадка, обработанного полиакриламидом и известковым молоком, меняют по высоте восходящего потока. Предлагаемый способ обработки 10 осадка по сравнению с известным обеспечивает повышение производительности процесса обезвоживания в 1,5- 2,7 раза за счет улучшения структуры механических свойств обезвоживаемого 5 осадка,Формула и з обретения 1. Способ обработки осадков, включающий предварительное сгущение осад"ка, гранулирование в жидкой среде свведением флокулянта и обезвоживаниегранулированного осадка, о т л и ч аТ а б л и ц а 1 Соотношение Производительность процесса,кг/м ч, при обезвоживанииосадка на расхода осадка, подаваемого в нисходяЩИй И ВОСХОдящий потоки вакуум- ленточном барабанном сетфильтре фильтре чатом фильтре процесс неустойчив, забивается сетка 9910111216 о1726,530752825,12818171717 6:1 5:1 4:1 2:1 1:1 1:2 1:4 1:6 1:8 1:9 1:10 1:11 1:12 1:14 1: 16 1: 18 1:20 261026,5 58251612105Не прилипает к фильтру ткани 15 18 20 35 100 153 100 185 100 70 75 74 741551661 Таблица 2 1 Производительность процесса, кг/м ч при обезвоживании осадка на Средняя скорость вращения нисхобарабанном сетчатом фильтре вакуум- ленточномфильтре фильтре дящего потока,м/минТаблица 3 Средняя скоПроизводительность процесса, кг/м . ч, при обезвоживании осадка на рость вращеНИЯ ВОСХОДЯ- щего потока,м/мин вакуум- ленточном барабанном сетчафильтре фильтре том фильтре 1банца Оредлагаеиый способ Известный способ Осадки Производительность процесса, кг/иг размер грательность кг/и ч,исот толе ндкос прн обезвохнванин на иваннн на Нисхода"Ний поток енточном акуум- Фмльтре рабанно тчатомильтре барабаннсетчатомФильтре Фильтре енточ ом ва уумФильтр Осадки прн родных вод 0-65 аг 1 2,1,О,Э,5 Среднеймутности(д250 мг/л)Осадки сто 95-100180 1:2 1:9 30-35 120-1 ЭО 55-5 2,0 1, 0,9 100-115:е гальваннчепронэводст 190 Составитель Е.ВойцеховскаяРедактор Н.Лазаренко Техред А.Кравчук Корректор СеШекма Заказ 305 Т ВНИИПИ Государственного11303 5 раж 789 Подписноекомитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 1 роизводственно-издательский комбинат "Патент", Г.ужгород, ул. Гагарина 4,1 5,0 6,0 6,5 8,0 9,2 10 11 12 0,5 0,7 0,9 1,5 2,3 3,0 4,0 8 13 20,5 54 58 55 21 12 10 12 16 21 52 56 26 10 12 14 25,3 70 75 72,5 25,4 16 14 7825,5727525,12 20 101 130 190 185 101 10 101021801901015